隨著傳感器技術(shù)的發(fā)展，監(jiān)測(cè)設(shè)備越來(lái)越小型化，智能穿戴設(shè)備也逐漸成為人們?nèi)粘Ｉ畛Ｓ玫慕】倒芾懋a(chǎn)品。
人們已經(jīng)習(xí)慣通過(guò)運(yùn)動(dòng)手表或者智能手環(huán)記錄每天的運(yùn)動(dòng)情況以及心率、睡眠情況等身體數(shù)據(jù)。對(duì)身體情況的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)除了為調(diào)整健身計(jì)劃提供依據(jù)，也對(duì)疾病的預(yù)防、診斷與治療有巨大的幫助，因此可穿戴設(shè)備的發(fā)展已經(jīng)開(kāi)始從健康領(lǐng)域轉(zhuǎn)向了醫(yī)療領(lǐng)域。這也意味著市場(chǎng)對(duì)可穿戴設(shè)備監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性有了更高的要求。
目前，智能手環(huán)和運(yùn)動(dòng)手表等可穿戴設(shè)備測(cè)量心率、血壓等數(shù)據(jù)的方法主要是光電法。利用LED光源向皮膚發(fā)射一束光。當(dāng)心臟收縮泵血時(shí)，血管中的血液流量大，含氧血紅蛋白的比例高，血液傾向于反射紅光吸收綠光;而當(dāng)心臟舒張時(shí)，血液對(duì)光的吸收和反射情況會(huì)出現(xiàn)變化。設(shè)備通過(guò)光電接收管接收反射的光信號(hào)并轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，信號(hào)的周期性變化與脈搏相同，根據(jù)接收到的信號(hào)就可以檢測(cè)心率以及血壓情況。
可穿戴醫(yī)療設(shè)備對(duì)身體數(shù)據(jù)的要求更多，除了心率和血壓，還需要血氧等，對(duì)準(zhǔn)確性的要求也很高。現(xiàn)在智能手環(huán)的檢測(cè)水平還無(wú)法滿足醫(yī)療需要，而且手環(huán)/手表實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)身體數(shù)據(jù)還需要正確佩戴，不能漏光。隨著柔性電子材料的發(fā)展，越來(lái)越多的研究者開(kāi)始嘗試研發(fā)直接貼合皮膚的檢測(cè)設(shè)備。
國(guó)內(nèi)外已經(jīng)有很多柔性可穿戴電子設(shè)備的研究成果，例如美國(guó)材料學(xué)家約翰·羅杰斯研發(fā)的皮膚狀傳感器可用于全身的溫度和壓力傳感，美籍華裔物理學(xué)家王中林將自驅(qū)動(dòng)電子系統(tǒng)與柔性可穿戴設(shè)備結(jié)合開(kāi)發(fā)的電子皮膚，我國(guó)復(fù)旦大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)研發(fā)的纖維狀的可植入式生物傳感器等等。
近日，清華大學(xué)航天航空學(xué)院、柔性電子技術(shù)研究中心馮雪教授課題組在柔性可穿戴醫(yī)療設(shè)備方面又有了新的成果。研究團(tuán)隊(duì)利用柔性超薄光電傳感器件與電路研發(fā)出一種可以自然貼附在皮膚上連續(xù)實(shí)時(shí)測(cè)量血壓和血氧的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。監(jiān)測(cè)得到的數(shù)據(jù)符合醫(yī)學(xué)檢測(cè)要求。研究成果發(fā)表在《國(guó)家科學(xué)評(píng)論》上。
該柔性電子系統(tǒng)在智能手環(huán)光電法測(cè)量血壓的基礎(chǔ)上有所發(fā)展，將光電器件集成到生物兼容性材料上，制作出可以自然與人體皮膚貼合的輕薄電子產(chǎn)品。在測(cè)量人體的血壓和血氧數(shù)據(jù)時(shí)，還會(huì)實(shí)時(shí)通過(guò)藍(lán)牙芯片將檢測(cè)數(shù)據(jù)發(fā)送到手機(jī)等智能終端。根據(jù)臨床試驗(yàn)，該柔性電子系統(tǒng)測(cè)量的血壓數(shù)據(jù)與傳統(tǒng)的袖帶式測(cè)量法的檢測(cè)結(jié)果非常接近，符合醫(yī)療級(jí)監(jiān)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)。這說(shuō)明該柔性電子系統(tǒng)的檢測(cè)書(shū)庫(kù)可以直接應(yīng)用于臨床診斷與治療中。
數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性依賴(lài)于研究團(tuán)建立的較為完善的血壓和測(cè)量參數(shù)之間關(guān)系的理論模型，同時(shí)研究者還考慮了器件變形對(duì)測(cè)量的干擾情況。
可穿戴醫(yī)療設(shè)備帶來(lái)的移動(dòng)式個(gè)體化醫(yī)療檢測(cè)存在的最大問(wèn)題就是檢測(cè)數(shù)據(jù)的精度與醫(yī)院專(zhuān)業(yè)的檢測(cè)儀器有較大的差距。清華大學(xué)這項(xiàng)新的研究成果在檢測(cè)精度上有了巨大的突破，對(duì)于其它可穿戴醫(yī)療設(shè)備的研究有著很大的借鑒意義。當(dāng)這項(xiàng)新的血壓監(jiān)測(cè)方式投入實(shí)用，將極大降低醫(yī)療成本，掀起醫(yī)療檢測(cè)領(lǐng)域的變革。
那么，而對(duì)醫(yī)療儀器行業(yè)來(lái)說(shuō)，當(dāng)傳統(tǒng)檢測(cè)儀逐漸被替代，這些儀器的生產(chǎn)廠家將面對(duì)巨大的挑戰(zhàn)。